• 제목/요약/키워드: 인공 지능 신경망

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장단기 메모리(LSTM) 및 다층퍼셉트론(MLP) 인공신경망 앙상블을 이용한 장기 강우유출모의: 삼척 오십천 유역을 대상으로 (Long term discharge simulation using an Long Short-Term Memory(LSTM) and Multi Layer Perceptron(MLP) artificial neural networks: Forecasting on Oshipcheon watershed in Samcheok)

  • 안성욱;김병식
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.206-206
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    • 2023
  • 지구온난화로 인한 기후변화에 따라 평균강수량과 증발량이 증가하며 강우지역 집중화와 강우강도가 높아질 가능성이 크다. 우리나라의 경우 협소한 국토면적과 높은 인구밀도로 기후변동의 영향이 크기 때문에 한반도에 적합한 유역규모의 수자원 예측과 대응방안을 마련해야 한다. 이를 위한 수자원 관리를 위해서는 유역에서 강수량, 유출량, 증발량 등의 장기적인 자료가 필요하며 경험식, 물리적 강우-유출 모형 등이 사용되었고, 최근들어 연구의 확장성과 비 선형성 등을 고려하기 위해 딥러닝등 인공지능 기술들이 접목되고 있다. 본 연구에서는 ASOS(동해, 태백)와 AWS(삼척, 신기, 도계) 5곳의 관측소에서 2011년~2020년까지의 일 단위 기상관측자료를 수집하고 WAMIS에서 같은 기간의 오십천 하구 일 유출량 자료를 수집 후 5개 관측소를 기준으로Thiessen 면적비를 적용해 기상자료를 구축했으며 Angstrom & Hargreaves 공식으로 잠재증발산량 산정해 3개의 모델에 각각 기상자료(일 강수량, 최고기온, 최대 순간 풍속, 최저기온, 평균풍속, 평균기온), 일 강수량과 잠재증발산량, 일 강수량 - 잠재증발산량을 학습 후 관측 유출량과 비교결과 기상자료(일 강수량, 최고기온, 최대 순간 풍속, 최저기온, 평균풍속, 평균기온)로 학습한 모델성능이 가장 높아 최적 모델로 선정했으며 일, 월, 연 관측유출량 시계열과 비교했다. 또한 같은 학습자료를 사용해 다층 퍼셉트론(Multi Layer Perceptron, MLP) 앙상블 모델을 구축하여 수자원 분야에서의 인공지능 활용성을 평가했다.

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인공지능을 이용한 유압모터의 서보제어 (Servo Control of Hydraulic Motor using Artificial Intelligence)

  • 신위재;허태욱
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제4권3호
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    • pp.49-54
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    • 2003
  • 본 논문에서는 PID 제어기 응답을 보상하기위해 자기구성 신경망 보상기를 추가한 제어기를 제안한다. 기존의 PID 제어기는 제어기 설계가 간단하나 계수값을 설정하는데 많은 시행착오가 필요하다. 그리고, 신경망 제어 방식은 여러 파라미터들을 설계자의 임의에 따라 결정함으로써 최적의 구조를 갖지 못하는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기위해 역전파 알고리즘을 기본으로 하여 은닉계층 노드의 활성화 함수로 가우시안 포텐셜함수를 사용하는 자기구성 신경망을 사용해, PID 제어기의 출력을 보상하도록 하였다. 자기구성 신경망은 학습을 진행함에 따라 가우시안 함수의 위치와 모양, 갯수가 자동으로 조정 되도록 하였다. 자기구성 신경망 보상기를 추가한 PID 제어기의 성능을 확인하기 위해서 2차 플랜트에 적용하여 모의 실험하였으며 DSP 프로세서를 사용하여 제어기를 구현한 후 유압 서보시스템의 속도 제어에 적용하여 실험결과를 관찰하였다.

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순환 적대적 생성 신경망을 이용한 안면 교체를 위한 새로운 이미지 처리 기법 (A New Image Processing Scheme For Face Swapping Using CycleGAN)

  • 반태원
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제26권9호
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    • pp.1305-1311
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    • 2022
  • 최근 모바일 단말기 및 개인형 컴퓨터의 비약적인 발전과 신경망 기술의 등장으로 영상을 활용한 실시간 안면 교체가 가능해졌다. 특히, 순환 적대적 생성 신경망은 상호 연관성이 없는 이미지 데이터를 활용한 안면 교체가 가능하게 만들었다. 본 논문에서는 적은 학습 데이터와 시간으로 안면 교체의 품질을 높일 수 있는 입력 데이터 처리 기법을 제안한다. 제안 방식은 사전에 학습된 신경망을 통해서 추출된 안면의 특이점 정보와 안면의 구조와 표정에 영향을 미치는 주요 이미지 정보를 결합함으로써 안면 표정과 구조를 보존하면서 이미지 품질을 향상시킬 수 있다. 인공지능 기반의 무참조 품질 메트릭 중의 하나인 blind/referenceless image spatial quality evaluator (BRISQUE) 점수를 활용하여 제안 방식의 성능을 정량적으로 분석하고 기존 방식과 비교한다. 성능 분석 결과에 따르면 제안 방식은 기존 방식 대비 약 4.6%~14.6% 개선된 BRISQUE 점수를 나타내었다.

잡음이 포함된 측정 자료에 대한 신경망의 DNA 용액 조성비 예측 (Prediction of Composition Ratio of DNA Solution from Measurement Data with White Noise Using Neural Network)

  • 강경희;김민지;이효민
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제62권1호
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    • pp.118-124
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    • 2024
  • 신경망은 심전도 신호, 망막 영상, 지진파 등 잡음이 포함된 자료의 전처리 작업에 활용되고 있다. 그러나, 잡음의 전처리는 전산시간 증가, 원본 신호의 왜곡등의 문제점을 내포하고 있다. 본 연구에서는 잡음의 전처리 없이 측정 자료를 분석할 수 있는 신경망 구조를 연구하였다. 신경망의 학습 자료로써 잡음이 포함된 DNA 용액의 동역학적 거동을 선정하여, 해당 자료로부터 DNA 용액의 조성비를 예측하고자 하였다. DNA의 동역학 자료에 인위적으로 백색 잡음을 추가하여, 신경망의 예측에 대한 잡음의 영향을 알아보았다. 결과적으로, 잡음의 전처리 없이 O(1)의 신호 대 잡음비 자료로부터 O(0.01)의 오차로 용액의 조성비를 예측할 수 있었다. 이러한 연구 결과는 측정 잡음에 민감하게 영향 받을 수 있는 극미량의 유전병 또는 암세포와 관련된 DNA를 분석을 위한 핵심 인공지능 기술로 활용할 수 있다.

기존 영화 추천시스템의 문헌 고찰을 통한 유용한 확장 방안 (A Prospective Extension Through an Analysis of the Existing Movie Recommendation Systems and Their Challenges)

  • ;;;이경현
    • 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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    • 제12권1호
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    • pp.25-40
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    • 2023
  • 추천 시스템은 지능적인 자동 결정을 생성하기 위해 사용자가 자주 사용한다. 영화 추천 시스템의 연구에서, 기존 접근 방식은 협업 및 콘텐츠 기반 필터링 기술을 사용한다. 협업 필터링은 사용자 유사성을 고려하는 반면, 콘텐츠 기반 필터링은 단일 사용자의 활동에 중점을 두고 있다. 또한 협업 필터링과 콘텐츠 기반 필터링을 결합한 혼합 필터링 접근법은 서로의 한계를 보완하기 위해 사용되고 있다. 최근엔 더 나은 추천 서비스를 제공하기 위해 사용자 간의 유사성을 찾는데 몇 가지 AI 기반 유사성 기법을 사용하고 있다. 본 논문은 기존의 다양한 영화 추천 시스템과 문제점 분석을 통해 가능한 해결책을 도출하여 유용한 확장 방안을 제공하는 것을 목표로 한다.

CycleGAN을 활용한 항공영상 학습 데이터 셋 보완 기법에 관한 연구 (A Study on the Complementary Method of Aerial Image Learning Dataset Using Cycle Generative Adversarial Network)

  • 최형욱;이승현;김형훈;서용철
    • 한국측량학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.499-509
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    • 2020
  • 본 연구에서는 최근 영상판독 분야에서 활발히 연구되고, 활용성이 발전하고 있는 인공지능 기반 객체분류 학습 데이터 구축에 관한 내용을 다룬다. 영상판독분야에서 인공지능을 활용하여 정확도 높은 객체를 인식, 추출하기 위해서는 알고리즘에 적용할 많은 양의 학습데이터가 필수적으로 요구된다. 하지만, 현재 공동활용 가능한 데이터 셋이 부족할 뿐만 아니라 데이터 생성을 위해서는 많은 시간과 인력 및 고비용을 필요로 하는 것이 현실이다. 따라서 본 연구에서는 소량의 초기 항공영상 학습데이터를 GAN (Generative Adversarial Network) 기반의 생성기 신경망을 활용하여 오버샘플 영상 학습데이터를 구축하고, 품질을 평가함으로써 추가적 학습 데이터 셋으로 활용하기 위한 실험을 진행하였다. GAN을 이용하여 오버샘플 학습데이터를 생성하는 기법은 딥러닝 성능에 매우 중요한 영향을 미치는 학습데이터의 양을 획기적으로 보완할 수 있으므로 초기 데이터가 부족한 경우에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

A Taekwondo Poomsae Movement Classification Model Learned Under Various Conditions

  • Ju-Yeon Kim;Kyu-Cheol Cho
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제28권10호
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    • pp.9-16
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    • 2023
  • 태권도 겨루기의 전자호구, 축구의 VAR 등 스포츠에서 기술 발전이 고도화되고 있다. 하지만 태권도 품새는 사람이 직접 자세를 눈으로 보고 판단하며 지도하기 때문에 때로는 대회의 현장에서 판정시비가 일어난다. 본 연구는 인공지능을 이용하여 태권도 동작을 더 정확하게 판단하고 평가할 수 있는 인공지능 모델을 제안한다. 본 연구에서는 촬영 및 수집한 데이터를 전처리한 후 학습, 테스트, 검증 세트로 분리한다. 분리한 데이터를 각 모델과 조건을 적용하여 학습한 후 비교하여 가장 좋은 성능의 모델을 제시한다. 각 조건의 모델은 정확도, Precision, Recall, F1-Score, 학습 소요 시간, Top-n error의 값을 비교하였고 그 결과 ResNet50과 Adam을 사용한 조건에서 학습한 모델의 성능이 가장 우수한 것으로 나타났다. 본 연구에서 제시한 모델을 활용하여 교육 현장이나 대회 등 다양한 방면에서 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

악성코드로부터 빅데이터를 보호하기 위한 이미지 기반의 인공지능 딥러닝 기법 (Image-based Artificial Intelligence Deep Learning to Protect the Big Data from Malware)

  • 김혜정;윤은준
    • 전자공학회논문지
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    • 제54권2호
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    • pp.76-82
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    • 2017
  • 랜섬웨어를 포함한 악성코드를 빠르게 탐지하여 빅데이터를 보호하기 위해 본 연구에서는 인공지능의 딥러닝으로 학습된 이미지 분석을 통한 악성코드 분석 기법을 제안한다. 우선 악성코드들에서 일반적으로 사용하는 2,400여개 이상의 데이터를 분석하여 인공신경망 Convolutional neural network 으로 학습하고 데이터를 이미지화 하였다. 추상화된 이미지 그래프로 변환하고 부분 그래프를 추출하여 악성코드가 나타내는 집합을 정리하였다. 제안한 논문에서 추출된 부분 집합들 간의 비교 분석을 통해 해당 악성코드들이 얼마나 유사한지를 실험으로 분석하였으며 학습을 통한 방법을 이용하여 빠르게 추출하였다. 실험결과로부터 인공지능의 딥러닝을 이용한 정확한 악성코드 탐지 가능성과 악성코드를 이미지화하여 분류함으로써 더욱 빠르고 정확한 탐지 가능성을 보였다.

지능재료를 이용한 차세대 철도차량기술 (Advanced Railway Vehicle Technology using Smart Materials)

  • 김재환;강부병;김형진;정홍채;최성규
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.712-717
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    • 2003
  • 지능 재료를 이용한 디바이스는 자연계에 존재하는 생명체와 같이 내.외부 환경 변화에 대응하여 스스로 변하는 능동적 기능을 갖고 있기 때문에 시스템 성능의 극대화 및 유지비용의 최소화를 가져오게 된다. 이러한 지능재료 기술은 지난 10여년 전부터 연구되었는데 대표적인 웅용을 보면, 산업, 항공, 교통, 운송 분야의 능동 소음 및 반능동 진동제어; 복합 재료 손상위치 탐지시스템, 손상구조 건전성 평가시스템, 교량, 저장탱크, 건물, 유조선, 대형 구조물의 건전성 평가 시스템; 초정밀 직진 안내기구, 나노 스테이지, 절삭오차 보정용 엑츄에이터, 초음파 회전모터, 지능유압 서보밸브, 변형 거울 등의 모터/엑츄에이터; 자동차 엔진 성능제어, 흡배기구 압력측정, 가속도 센서, 자이로센서, 에어백 센서, 타이어 센서 등의 지능 MEMS/NEMS 센서; electronic article 정찰, 도서태그, 비접촉 항공 운송물 분류 및 보안시스템, 전자 운전자 식별시스템, 광섬유 건물 보안 시스템, 지능 신경망 형상 인식 시스템 등의 보안 시스템; 지능항공기 구조물, 인공위성안테나, 헬리콥터 회전익 등의 형상제어가 있다. 본 논문에서는 지능재료 기술을 정리하고 차세대 철도차량 기술에 지금까지 적용한 예를 소개하며 향후 적용할 수 있는 분야들을 가능성 및 실용성 면에서 소개하고자 한다.

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유전자 알고리즘을 활용한 부실예측모형의 구축 (A GA-based Rule Extraction for Bankruptcy Prediction Modeling)

  • Shin, Kyung-shik
    • 지능정보연구
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    • 제7권2호
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    • pp.83-93
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    • 2001
  • 기업부실예측은 과거로부터 많은 연구가 이루어진 분야로, 주로 통계기법에 의한 분류예측문제로 다루어져 왔다. 최근에는 인공신경망, 의사결정나무 등 비선형성을 반영할 수 있는 인공지능 기법을 적용한 연구가 많이 수행되고 있다. 본 연구에서는 최적화에 주로 활용하는 인공지능 기법인 유전자 알고리즘을 규칙추출을 통한 기업부실예측 모형의 개발에 적용하고, 활용가능성을 검증하였다.

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